Răspuns :
[tex]C6H5-COOH + HNO3 -> NO2-C6H4-COOH + H2O[/tex]
M acid benzoic = 122
M acid m-nitrobenzoic = 167
M HNO3 = 63
Calculăm câţi kmoli reprezintă cele 48.8 kg de acid benzoic:
48.8/122 = 0.4 kmoli acid benzoic introdus
Ct -> cantitatea de acid benzoic care reacţionează
Cu -> cantitatea de acid benzoic (din cea care reacţionează) ce se transformă în produs util, adică în acid m-nitrobenzoic
a) Calculăm cantitatea de acid benzoic care reacţionează:
[tex]\frac{87.5}{100}*0.4 = 0.35 \ moli = 0.35*122 \ kg = 42.7 \ kg[/tex]
Calculăm cantitatea de acid benzoic care se transformă în acid m-nitrobenzoic:
[tex]\frac{75}{100}*0.35 = 0.2625 \ moli = 0.2625*122 \ kg = 32.025 \ kg[/tex]
Reacţia este mol la mol, deci din 0.2625 moli acid benzoic se obţin 0.2625 moli acid m-nitrobenzoic.
0.2625 * 167 = 43.84 kg
=> din reacţie au rezultat 43.84 kg acid m-nitrobenzoic
b) Calculăm masa de acid benzoic care a rămas nereacţionată:
48.8 - 42.7 = 6.1 kg
Calculăm masa de acid benzoic reacţionată, dar care nu s-a transformat în produs util:
42.7 - 32.025 = 10.675 kg
Aflăm cantitatea de HNO3 care se consumă (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util):
122 kg acid benzoic ....................... 63 kg HNO3
32.025 kg .......................................... x
x= 16.53 kg HNO3 consumat
Calculăm ce cantitate de HNO3 a fost introdusă şi scădem din ea valoarea de mai sus, ca să obţinem masa de HNO3 rămasă:
63/100*80 = 50.4 kg HNO3 introduse
50.4-16.53 = 33.87 kg HNO3 rămase
Soluţia în care se afla HNO3 o să aibă masa:
80 - 50.4 = 29.6 kg
Calculăm câtă apă a rezultat din reacţie (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util)
122 kg acid benzoic ......................... 18 kg apa
32.025 kg ........................................ x
x= 4.725 kg H2O rezultată
Adunăm masele produşilor care au rămas în final:
4.725 kg apă + 33.87 kg HNO3 rămas + 6.1 kg acid benzoic nereacţionat + 10.675 kg acid benzoic (care nu s-a transformat în acid m-nitrobenzoic) + 29.6 kg (din soluţia de HNO3) = 84.97 kg amestec
84.97 kg amestec ..................... 33.87 kg HNO3
100 kg amestec ........................ x
x= 39.8% HNO3 (aproximativ 40% HNO3)
M acid benzoic = 122
M acid m-nitrobenzoic = 167
M HNO3 = 63
Calculăm câţi kmoli reprezintă cele 48.8 kg de acid benzoic:
48.8/122 = 0.4 kmoli acid benzoic introdus
Ct -> cantitatea de acid benzoic care reacţionează
Cu -> cantitatea de acid benzoic (din cea care reacţionează) ce se transformă în produs util, adică în acid m-nitrobenzoic
a) Calculăm cantitatea de acid benzoic care reacţionează:
[tex]\frac{87.5}{100}*0.4 = 0.35 \ moli = 0.35*122 \ kg = 42.7 \ kg[/tex]
Calculăm cantitatea de acid benzoic care se transformă în acid m-nitrobenzoic:
[tex]\frac{75}{100}*0.35 = 0.2625 \ moli = 0.2625*122 \ kg = 32.025 \ kg[/tex]
Reacţia este mol la mol, deci din 0.2625 moli acid benzoic se obţin 0.2625 moli acid m-nitrobenzoic.
0.2625 * 167 = 43.84 kg
=> din reacţie au rezultat 43.84 kg acid m-nitrobenzoic
b) Calculăm masa de acid benzoic care a rămas nereacţionată:
48.8 - 42.7 = 6.1 kg
Calculăm masa de acid benzoic reacţionată, dar care nu s-a transformat în produs util:
42.7 - 32.025 = 10.675 kg
Aflăm cantitatea de HNO3 care se consumă (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util):
122 kg acid benzoic ....................... 63 kg HNO3
32.025 kg .......................................... x
x= 16.53 kg HNO3 consumat
Calculăm ce cantitate de HNO3 a fost introdusă şi scădem din ea valoarea de mai sus, ca să obţinem masa de HNO3 rămasă:
63/100*80 = 50.4 kg HNO3 introduse
50.4-16.53 = 33.87 kg HNO3 rămase
Soluţia în care se afla HNO3 o să aibă masa:
80 - 50.4 = 29.6 kg
Calculăm câtă apă a rezultat din reacţie (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util)
122 kg acid benzoic ......................... 18 kg apa
32.025 kg ........................................ x
x= 4.725 kg H2O rezultată
Adunăm masele produşilor care au rămas în final:
4.725 kg apă + 33.87 kg HNO3 rămas + 6.1 kg acid benzoic nereacţionat + 10.675 kg acid benzoic (care nu s-a transformat în acid m-nitrobenzoic) + 29.6 kg (din soluţia de HNO3) = 84.97 kg amestec
84.97 kg amestec ..................... 33.87 kg HNO3
100 kg amestec ........................ x
x= 39.8% HNO3 (aproximativ 40% HNO3)
Vă mulțumim că ați ales să vizitați platforma noastră dedicată Chimie. Sperăm că informațiile prezentate v-au fost utile. Dacă aveți întrebări suplimentare sau aveți nevoie de ajutor, nu ezitați să ne contactați. Vă așteptăm cu drag data viitoare și vă încurajăm să ne salvați în lista de favorite!